黄土边坡强度参数的选取及应用

作     者：雷晓锋 

作者单位：长安大学 

学位级别：硕士

导师姓名：钱壮志

授予年度：2005年

学科分类：081803[工学-地质工程] 08[工学] 0818[工学-地质资源与地质工程] 

主      题：黄土 边坡 强度 参数反算 统计分析 

摘      要：强度参数是边坡稳定性计算的重要指标,由于取样和试验过程中对土样的扰动和受力状态的改变,目前通过试验获取强度参数不可缺少但又难以采用,因此选择合理的强度参数是黄土地区边坡工程设计的主要问题。本文通过大量滑坡和极限边坡现场地形的测量资料,将反算强度参数和实验参数进行了对比分析,确定了强度参数的选取原则,并根据选定的强度参数计算给出了黄土边坡设计的基本参数。文章主要进行了以下方面的调查研究工作: 1.自陕北至关中210国道沿线按自然地理条件和黄土工程性质的差异分为三段。对沿线所有极限边坡测绘了典型断面、老滑坡测绘了地形轮阔,并恢复了老滑坡原地形,原地形也作为极限边坡,绘制出其主断面,为边坡参数的反算提供了地质模型。将极限边坡统计分析,得出各区段的坡高与坡度的相关关系。 2.在现场测会的同时,在典型边坡和滑坡断面上,采取了原状土样,室内做了常物理力学性质指标测试,并做了在三种不同排水和固结条件下的直剪和三轴试验。对试验数据的统计分析,得出各种土性参数的空间变化规律和试验方式和试验条件对强度参数的影响。总的特点是各段c值的变异性较高,而φ值的变异性很小,且不同试验方法c值变化大,φ值变化小。 3.根据工程上常用的Bishop法,对参数反算模型进行优化。将条分法中的求和优化为积分,推导了求解稳定系数的积分公式,避免人工进行分条的不便。考虑到边坡参数反演时,滑动面也是不确定的,提出了一种最危险滑动面的搜索方法。通过编程实现了稳定性计算和参数反算的功能。计算表明,稳定性计算时,最危险滑动面对应稳定系数极小值;参数反算时,无论是c,还是φ,最危险滑动面对应的是极大值。 4.利用本文改进的模型对极限边坡进行反算,认为反算的强度参数是“真值或接近“真值。将反算结果与试验结果比较表明:各段直快剪切试验结果与反算结果最为接近,文章采用反算结果对各种试验结果进行了修正;并利用反算参数计算了给定坡高和给定稳定系数的条件下,相应的设计坡度,为边坡设计提供参考。 与目前工程采用的方法和参数比较,本文提出的边坡强度参数的选取方法是合理的,参数是基本可信。